电力电子装置设计与制作
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握电力电子装置的基本原理、组成结构、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习，使学生能够：1.知识目标：了解电力电子器件的类型、特性及工作原理；掌握电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标；熟悉电力电子装置在各领域的应用。
2.技能目标：能够分析电力电子装置的电路结构，进行简单的电路设计；具备电力电子装置的调试、维护和故障排除能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电力电子技术的兴趣，认识其在现代社会中的重要性，树立正确的技术观念和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电力电子器件：介绍晶闸管、GTO、IGBT等常用电力电子器件的结构、特性和应用。
2.电力电子装置：详细讲解电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标，包括直流电动机调速系统、变频器、电力电子变压器等。
3.应用领域：介绍电力电子装置在工业、交通、家庭等领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解电力电子器件的原理、特性及应用，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生针对电力电子装置的实际案例进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析电力电子装置在实际应用中的典型病例，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行电力电子装置的搭建和调试，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电力电子装置原理与应用》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：提供电力电子装置实验所需的设备，包括电源、负载、控制器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，占总评的30%。
电力电子装置的多物理场的耦合模型及优化设计分析
皂力电 子装 置多物理 场 的耦合模 型 及 热器 宽度达 到 ２００ｍｍ 时 ，随宽度 的增加 ，电
匕设 计 方 法
力 电子装置温度 的变化 幅度逐 渐减 小。表明，
２００ｍｍ 为散热器 的最佳 宽度指标 。
本 章 以热场 例，对 电力 电子 装置 多 物 拍々耦 合 模 型及 优 化 设 计 方 法 进 行 了探 讨 ：
２＿３－３风 机 与散 热 器模 型 电 力 电 子 装 置 风 机 耦 合 模 型 见 表 ６。 为 确 定 散 热 器 尺 寸 ， 对 之 热 阻 加 以 计 算
较 为重要。散 热器热阻的计算公式：
Ｒ： Ａ ｔ／Ｐ
公 式 中 ，Ｒ代 表 散 热 器 热 阻 、 △ ｔ代 表 元 件 热度与空气 温度的差值 ，Ｐ代表发热元件 的 功耗指标。将 各项数据带入上述公 式后，即可 得 到 最 终 数 值 。
［２】齐 磊 ，原 辉 ，李 琳 ．架 空 电 力 线 路 故 障 状 况 下 对 埋 地 金 属 管 道 感 性 耦 合 的 传 输 线 计 算 模 型 ［Ｊ】．电 工 技 术 学
１８０ｍ ｍｘ９０ｍ ｍＸ４２０ｍｍ 。
２．４．２散 热 器 优 化 结合 耦合 模 型及仿 真设 计 指标 ，本 课 题
采用 ＦＬＯＴＨＥＲＭ 软件 ，对 散热器进行 了优化 设计。通过对仿真设计结果 的对 比发现，当散
的 尺 寸 等 进 行 优 化 设 计 ，能 够 达 到 降低 元 件 功 耗的 目的。 电力领域可将上述方法 拓展 应用到 磁场以及电场等物理场的优化设计 过程 中，在 建立耦合模型 的基础上 ，利用偏微 分方程计算 相应参数 。并采用 ＦＬＯＴＨＥＲＭ 软件进 行仿真 设 计 ， 得 到 优 化 设 计 结 果 ， 为 电 力 领 域 的 长 远 发展奠定基础 。
电力电子技术中的逆变器设计与优化
电力电子技术中的逆变器设计与优化逆变器是电力电子领域中一种重要的设备，其作用是将直流电转换为交流电。
在现代工业和生活中，逆变器得到了广泛应用，如电力传输、太阳能发电系统、电动车等。
本文将重点探讨电力电子技术中的逆变器设计与优化。
一、逆变器的基本原理逆变器是一种能够将直流电源转换为交流电源输出的电力电子装置。
其基本原理是通过控制开关器件的开关状态和脉宽，实现直流电到交流电的转换。
具体来说，逆变器将直流电源经过整流、滤波等处理后的直流电转换为高频交流电，再经过滤波电路得到稳定的交流电输出。
二、逆变器设计要素1. 开关器件的选择：逆变器中常用的开关器件有晶体管和功率MOSFET。
根据应用的不同需求选择合适的开关器件，例如功率大、频率高的应用一般选择功率MOSFET。
2. 控制策略的设计：逆变器的控制策略直接影响其输出性能和效率。
常见的控制策略有脉宽调制（PWM）和多脉冲宽度调制（MPWM）。
通过调节开关器件的开关脉冲宽度，实现对输出电压的调节和控制。
3. 滤波电路设计：逆变器的输出是一个脉动的交流信号，需要经过滤波电路降低谐波，以获得稳定的交流电输出。
常用的滤波电路包括LC滤波电路和LCL滤波电路。
4. 保护电路设计：逆变器在工作过程中可能会遇到过电流、过压、过温等故障情况，需要设计相应的保护电路来确保逆变器的可靠运行。
常见的保护电路包括过电流保护、过温保护和短路保护等。
三、逆变器优化方法1. 提高逆变器的转换效率：逆变器的转换效率直接影响其能源利用率。
通过优化控制策略、减小开关器件的导通和开关损耗，以及选择低损耗的材料和元件等方法可以提高逆变器的转换效率。
2. 优化滤波电路：逆变器输出波形中的谐波会影响电能的传输和使用，同时也可能对电网和其他设备造成干扰。
通过优化滤波电路的参数和结构，减小谐波含量，可以提高逆变器的输出质量。
3. 降低逆变器的体积和重量：在一些应用场景中，逆变器的体积和重量是一个重要考量因素。
电气工程中的电力电子装置设计与应用
电气工程中的电力电子装置设计与应用电力电子装置是电气工程领域中的重要组成部分，它们在各种电力系统中起着至关重要的作用。
本文将探讨电力电子装置的设计和应用，以及该领域的最新发展和趋势。
一、电力电子装置的概述电力电子装置是将电能从一种形式转换为另一种形式的设备，通常涉及到电压和电流的控制。
电力电子装置可以用于各种应用，包括电力输配、电机驱动、电池充电等。
二、电力电子装置的设计原理电力电子装置的设计原理包括功率半导体器件的选择和驱动电路的设计。
常用的功率半导体器件有晶体管和二极管，也有新型的功率模块如IGBT和MOSFET。
通过选择合适的半导体器件，并设计适当的驱动电路，可以实现对电流和电压的精确控制。
三、电力电子装置在电力输配领域的应用在电力输配领域，电力电子装置广泛应用于直流输电、柔性交流输电和静止无功补偿等方面。
直流输电利用高压直流技术将电能输送到远距离，减少输电损耗和电压失真。
柔性交流输电则通过电力电子装置实现对交流电流的实时调节，提高电网稳定性。
静止无功补偿则通过电力电子装置实现对无功功率的控制，提高电网功率因数。
四、电力电子装置在电机驱动领域的应用电力电子装置在电机驱动领域有着广泛的应用。
通过对电机的供电进行控制，可以实现电机速度、转矩和功率的精确控制。
电机驱动系统通常包括变频器、电机控制器和传感器等组成部分，其中变频器是电力电子装置的核心部分。
电机驱动系统的优化设计可以提高电机的效率和性能。
五、电力电子装置在电池充电领域的应用电力电子装置在电池充电领域也有着重要的应用。
随着电动车和可再生能源的快速发展，电池充电技术成为了关键的环节。
通过电力电子装置对充电过程进行控制，可以实现对电池的快速充放电和保护，提高充电效率和电池寿命。
六、电力电子装置领域的最新发展和趋势随着科技的不断进步，电力电子装置领域也在不断发展。
近年来，功率半导体器件的性能不断提高，功率密度不断增加。
此外，无线能量传输、智能电网和电力电子变压器等新技术也得到了广泛关注。
电力电子毕业课程设计
电力电子毕业课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电力电子技术的基本原理，掌握常见电力电子器件的工作原理及应用。
2. 学生能掌握电力电子装置的设计方法，包括器件选型、参数计算和电路搭建。
3. 学生了解电力电子技术在新能源、电力系统和工业控制中的应用。
技能目标：1. 学生具备分析和解决实际电力电子工程问题的能力，能运用所学知识进行电路设计与调试。
2. 学生能运用相关软件（如PSPICE、MATLAB等）进行电力电子电路的仿真分析，提高实际操作能力。
3. 学生具备查阅相关技术文献、资料的能力，提高自学能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电力电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生能够关注电力电子技术的发展趋势，认识到其在国家能源战略和节能减排中的重要性。
3. 学生在课程实践中，培养严谨、负责的工作态度，提高沟通与协作能力。
本课程针对电力电子专业毕业生，结合学生特点和教学要求，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和工程素养。
通过课程学习，使学生具备电力电子技术的基本知识和技能，为未来的职业发展打下坚实基础。
同时，培养学生对电力电子技术的兴趣和责任感，为我国电力电子行业的发展贡献力量。
二、教学内容1. 电力电子器件原理及特性：包括二极管、晶体管、晶闸管、场效应晶体管等常见器件的工作原理、特性参数和应用领域。
教材章节：第1章 电力电子器件2. 电力电子变换电路：介绍AC-DC、DC-AC、DC-DC等基本电力电子变换电路的原理、拓扑结构及其应用。
教材章节：第2章 电力电子变换电路3. 电力电子装置设计：讲解装置设计方法、步骤，包括器件选型、参数计算、电路搭建等。
教材章节：第3章 电力电子装置设计4. 电力电子电路仿真：运用PSPICE、MATLAB等软件进行电力电子电路的仿真分析，提高学生实际操作能力。
教材章节：第4章 电力电子电路仿真5. 电力电子技术在新能源、电力系统和工业控制中的应用：分析各类应用实例，让学生了解电力电子技术的实际应用。
电力电子实验报告
电力电子实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建电力电子电路和测量电路参数，深入理解电力电子的基本原理和应用。
二、实验装置与仪器1. 稳压直流电源2. 功率电子器件（如二极管、晶闸管、MOS管等）3. 示波器4. 变压器5. 整流电路、逆变电路等电力电子实验电路板6. 电阻、电容、电感等元件7. 其他必要的实验器材和配件三、实验内容1. 实验一：整流器的实验a. 搭建并测量单相半波和全波整流电路的输出电压波形、输出电压和电流的平均值、有效值等参数。
b. 分析和比较两种整流电路的性能差异，并讨论其应用特点和限制。
2. 实验二：逆变器的实验a. 搭建并测量单相半桥和全桥逆变电路的输出电压波形、输出电压和电流的平均值、有效值等参数。
b. 分析和比较两种逆变电路的性能差异，并讨论其应用特点和限制。
3. 实验三：电力电子开关功率调节实验a. 搭建开关转换器或斩波电路实验电路，测量不同调节方式下的输出电压、电流和效率等参数。
b. 讨论开关功率调节的优缺点，以及不同调节方式的适用场景。
4. 实验四：PWM调制电路的实验a. 搭建简单的PWM调制电路，测量输出电压的调节范围、带宽等参数。
b. 分析PWM调制电路的工作原理和调节性能，探讨其在电力电子中的应用前景。
5. 实验五：电力电子控制系统的实验a. 搭建基于微控制器的电力电子控制系统，实现对某一电力电子器件的自动控制。
b. 测试并分析控制系统的稳定性、响应速度等性能指标，并讨论控制系统的设计考虑因素。
四、实验步骤与结果根据实验内容，按照以下步骤进行实验并记录实验结果：1. 记录实验所使用的电路和元件的连接方式和参数设置。
2. 使用示波器等仪器测量电路各个节点的电压和电流，并记录数据。
3. 分析实验结果，计算输出电压的平均值、有效值、波形畸变率等参数。
4. 对比实验数据，进行数据处理和性能比较。
5. 撰写实验结果报告并进行讨论。
五、实验结果分析根据实验结果，对各个实验内容进行数据分析和讨论，包括：1. 整流电路的性能比较：比较半波和全波整流电路的输出电压波形、平均值、有效值等参数，分析其差异和应用场景。
电力电子装置及系统课程设计报告
电力电子装置及系统课程设计报告1. 课程设计概述本课程设计的目的是通过对电力电子装置及系统的研究与实践，使学生掌握电力电子技术的基本原理、基本电路和基本器件，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
通过实际设计一个电力电子装置或系统，使学生了解电力电子装置在现代工业、交通运输、通信等领域的应用，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
介绍电力电子技术的发展历程、基本概念、基本原理和发展趋势，使学生对电力电子技术有一个全面的了解。
介绍常用的电力电子装置及其基本电路，如半桥逆变器、全桥逆变器、谐振变换器等，使学生掌握这些电路的设计方法和工作原理。
介绍常用的电力电子器件，如晶闸管、MOSFET、IGBT等，使学生了解这些器件的结构、工作原理和性能参数。
根据课题要求，设计一个具有一定功能的电力电子装置或系统，并进行实际调试，使学生掌握电力电子装置及系统的设计方法和调试技巧。
指导学生撰写课程设计报告，并进行答辩准备，使学生养成良好的学术写作习惯和团队合作精神。
1.1 课程设计目的与任务本次电力电子装置及系统课程设计的目的是培养学生的工程设计能力和实践操作经验。
通过课程设计，使学生熟练掌握电力电子装置的基本原理、系统构成、运行控制和优化方法，从而能够独立完成电力电子装置的设计、安装、调试和运行维护工作。
课程设计还旨在提高学生的团队协作能力和创新意识，为将来的工程实践和技术创新打下坚实的基础。
电力电子装置的基本原理与设计：学生需掌握电力电子装置的基本原理、主要构成、电路设计及选型计算。
学生还需具备能够根据实际需求独立完成装置的初步设计能力。
系统的运行与控制：学生需理解并掌握电力电子系统的运行特性，包括稳定性、动态响应等。
学生还需掌握系统的控制策略，如PID控制、模糊控制等，并能够根据实际需求设计合适的控制系统。
优化与改进：学生需要根据实际需求和现场环境对电力电子装置进行优化和改进，以提高其性能和使用寿命。
这包括装置的节能优化、抗干扰设计以及可靠性提升等。
武汉理工大学电气电力电子装置课程设计
课程设计任务书学生姓名： 胡 浩 专业班级： 电 气1003指导教师： 吴 勇 工作单位： 自动化学院题 目: 高频开关电源设计初始条件：输入交流电源：单相220V，频率50HZ。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）设计高频开关电源要求达到：1、输出两路直流电压：+15V,-15V。
2、直流输出最大电流1A。
3、完成总电路设计和参数设计。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日课程设计任务书学生姓名： 宋 威 专业班级： 电 气1003指导教师： 吴 勇 工作单位： 自动化学院题 目: 1KVA单相逆变器设计初始条件：输入直流电压：48V。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）设计容量为1KVA的逆变器，要求达到：1、输出单相220V交流电。
2、完成总体系统设计。
3、完成总电路和电力电子器件电压和电流定额计算。
时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
约占总时间的40%。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日课程设计任务书学生姓名： 王 凯 专业班级： 电 气1003 指导教师： 吴 勇 工作单位： 自动化学院 题 目: 直流电动机调速系统设计初始条件：输入交流电源：三相380V，频率50HZ。
电力电子装置课程教学设计
目录摘要 (1)第一章概述及设计要求 (2)1.1 概述 (2)1.2 设计要求 (3)第二章单相逆变电源的Matlab仿真 (4)2.1 MATLAB的简称 (4)2.2 Simulink的简介 (4)2.3升压环节的建模及仿真 (5)2.4 制作并生成SPWM波形 (7)2.5 逆变环节的建模及仿真 (9)2.6 独立逆变系统总电路的仿真 (11)第三章总结及体会 (13)3.1 总结 (13)3.1.1 设计中的主要成果如下 (13)3.1.2 设计中遇到的主要问题如下 (13)3.2 体会 (13)参考文献 (14)摘要本系统采用“直流升压斩波电路+全桥逆变”的逆变电源设计方案。
在方案选定的基础上，对构成独立逆变系统的升压环节和逆变环节以及PWM装置进行分析，确定其电路原理图以及工作方式，并实现直流升压斩波电路和全桥逆变电路的PWM控制。
在设计中，采用PI控制算法计算控制调制幅度值，控制调节开关管的导通和关断时间发生变化，使输出电压稳定在220V。
然后在Matlab中对独立逆变系统进行仿真、分析。
关键词：直流升压全桥逆变 Matlab仿真第一章概述及设计要求1.1 概述逆变电源是一种采用电力电子技术、控制技术进行电能转换的电力装置，它可将输入的12V或24V等直流电转换成220V/50Hz交流电或其它类型的交流电，它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。
目前世界各国电源标准并不统一，各种新兴的能源形式也不断出现，逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，在太阳能及风能发电领域，逆变电源有着不可替代的作用。
有了逆变电源，就可利用直流电(蓄电池、开关电源、燃料电池等)转换成交流电为电器提供稳定可靠得用电保障，如笔记本电脑、手机、手持PC、数码相机以及各类仪器等、小型逆变电源还可利用汽车、轮船、便携供电设备，在野外提供交流电源。
电力电子单相交—直—交变频装置设计
电力电子单相交—直—交变频装置设计一、概述随着电力电子技术的发展，交—直—交变频装置在工业和家庭用途中得到了广泛应用。
本文将设计一种单相交—直—交变频装置，用于实现电能的高效转换和调节。
二、设计原理单相交—直—交变频装置由三个部分组成：整流器、逆变器和控制系统。
1.整流器：将交流电转换为直流电。
采用整流桥式电路，由四个二极管组成，能够将输入的交流电转换为恒定的直流电。
2.逆变器：将直流电转换为交流电。
采用全桥逆变电路，由四个开关管组成，能够将输入的直流电转换为可调频率和可调幅度的交流电。
3.控制系统：用于控制和调节逆变器的输出。
采用微处理器控制，通过测量输入信号和反馈信号，对开关管的开启和关闭时间进行调节，从而实现对逆变器输出电压和频率的精确控制。
三、设计要点1.整流器设计：根据输入电压和负载电流确定整流器的参数，选择合适的二极管并进行散热设计，以保证整流器的正常工作。
2.逆变器设计：选择合适的开关管并进行散热设计，以满足逆变器输出电压和频率的要求。
通过改变开关频率和占空比，实现对输出电压和频率的调节。
3.控制系统设计：选用适当的微处理器和控制算法，对逆变器进行精确的控制。
设计辅助电路，包括AD转换和PWM模块等，以实现对输入和反馈信号的测量和处理。
四、设计步骤1.确定输入电压和负载电流，计算整流器和逆变器的参数。
2.设计整流器电路，选择合适的二极管和散热器。
3.设计逆变器电路，选择合适的开关管和散热器。
4.设计控制系统电路，选用适当的微处理器和控制算法。
5.组装和调试整个系统，测试输入和输出电压、频率等参数。
6.进行系统优化和改进，提高系统的稳定性和效率。
五、应用场景1.工业应用：适用于各种电动机的变频调速，如风机、泵等。
2.家庭应用：适用于家电产品的电能调节和控制，如变频空调、变频洗衣机等。
3.新能源应用：适用于太阳能、风能等新能源的变频利用。
六、总结本文设计了一种单相交—直—交变频装置，通过整流器、逆变器和控制系统实现电能的高效转换和调节。
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电力电子装置的基本概念、分类及工作原理，如晶闸管、逆变器、斩波器等；2. 了解电力电子装置在电力系统中的应用，如电力调节、变频调速、电力质量控制等；3. 掌握电力电子装置的参数计算、选型及电路设计方法；4. 学会分析电力电子装置的运行特性，并能进行简单的故障诊断。
技能目标：1. 培养学生运用电力电子装置解决实际问题的能力，如设计简单的电力电子装置电路；2. 提高学生动手实践能力，能熟练操作示波器、信号发生器等实验设备，完成电力电子装置的调试与测试；3. 培养学生团队协作能力，能与他人共同分析、解决电力电子装置相关问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电力电子技术及其应用的兴趣，培养创新意识和探索精神；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，注重理论与实践相结合；3. 引导学生关注电力电子技术发展，认识其在国家能源战略和节能减排方面的重要意义；4. 培养学生的环保意识，了解电力电子装置在环保领域的应用。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实用性为导向，旨在培养学生具备扎实的电力电子知识基础，提高实践操作能力和团队协作能力，同时关注学生的情感态度价值观培养，使其成为具有创新精神和环保意识的新时代人才。
通过对课程目标的分解，为后续教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 电力电子装置概述- 教材章节：第一章- 内容：介绍电力电子装置的定义、分类、发展历程及应用领域。
2. 电力电子器件- 教材章节：第二章- 内容：讲解晶闸管、晶体管、场效应晶体管等主要电力电子器件的结构、工作原理及特性。
3. 电力电子装置的工作原理- 教材章节：第三章- 内容：剖析逆变器、斩波器、直流-直流转换器等典型电力电子装置的工作原理及电路拓扑。
4. 电力电子装置的参数计算与选型- 教材章节：第四章- 内容：阐述电力电子装置参数计算方法、选型原则及注意事项。
电力电子器件的设计与制造
电力电子器件的设计与制造随着电子技术的不断发展，电力电子技术已经成为了现代电力系统中不可或缺的一个部分。
而电力电子器件则是电力电子技术实现的核心。
那么，如何设计和制造高质量的电力电子器件呢？本文将从器件设计、制造过程和应用方面进行探讨。
一、器件设计电力电子器件的设计必须满足电力系统的安全、可靠和高效等要求。
对于设计者而言，应该注意以下几点：1. 参照相关标准：设计者应该遵照相关的标准和规范，例如IEC（国际电工委员会）等机构的标准。
同时，在设计过程中，应该妥善处理好器件的安全和电磁兼容等问题，确保器件的性能和可靠性。
2. 选用适合的材料：设计者应该根据器件的使用环境和应用要求，选用适合的材料。
例如IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的压力结构应选用SiC（碳化硅）等高压材料，以实现高效率的降阻设计。
3. 优化电路结构：电力电子器件与电源之间的互动比单纯电路设计更为复杂，因此应尽可能优化电路结构。
例如，可以实现电源电路中的零漂设计、电子储能和功率因数校正，以提高电源传输效率，降低噪声等问题。
二、器件制造过程器件的制造需要高精度、高效率和高质量。
现代制造技术的不断发展，为制造电力电子器件提供了很多创新思路。
1. 制造过程优化：电力电子器件的制造过程会与器件性能密切相关。
例如，在晶体管的制造过程中，必须掌握良好的温度、压力和时间控制技术。
同时还要加强材料的研究和开发。
2. 制造成本：在电力电子器件制造过程中，成本问题应该被考虑重要。
目前，很多制造企业正在积极实现电力电子器件的自动化、数控化和新技术应用，以提高生产效率和降低制造成本。
三、应用方面电力电子器件的应用范围非常广泛，例如变频器、电动汽车、电网连通等。
对于应用者而言，需要注意以下几点：1. 电磁干扰：很多电力电子器件都会产生电磁干扰，因此需要通过屏蔽、过滤等措施来减少干扰。
例如，在变频器应用中，可以使用射频吸收材料来消除射频干扰。
2. 电压波动：电力电子器件的应用过程中，通常会遇到电压波动的问题。
电力电子设计制作
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电力电子设计制作
① 触发器性能的优劣常用下列几条来衡量:
② 触发脉冲必须保持与主电路交流电源同步，
以保证每个周期或半个周期在相同的控制角 处触发功率器件。
③ 触发脉冲应能在一定的范围内移动。对于不
同的主电路要求的移相范围也不同。对于三
相半波电路，电阻性负载，移相范围为 0°~150°；三相桥式全控电路大电感负载， 整流区为0°~90°；对于交流调压电路， 电阻负载移相范围为0°~180°。
零触发信号的开关，产生移相触发信
号的电路及稳压电源等四个环节。其 中，拨动式开关K11用作触发方式选择； 电位器RW2用于过零触发通—断比率调 节；电位器RW4用来改变移相触发时 的控制角调节。
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电力电子设计制作
• 当开关K11拨向“过零”方式时, 由集成电路芯 片555的3端产生的方波电压控制T21管的通断 比, 当T21管导通时, 由A端的同步电压产生的触 发信号使T14管导通, 且在每半周的过零点产生 脉冲电压信号, 输出至KS管的门极, 使KS在正弦 电压的半波过零点导通, 则灯泡上得到一个完 整的正弦波电压。
• 在负半周的 时刻, 门极又加触发脉冲而 导通, 则负半周的交流电源又加于灯泡 上, 使灯泡发光。改变控制角的大小, 即 改变了灯泡上交流电压的大小, 亦使灯 泡的亮度变化。
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• 本电路的触发方式包含了移相触发和 过零触发。因此，该电路分成四个部 分: 即产生触发脉冲的触发器，产生过
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• 以小功率晶闸管变流电路的制作为例, 概要 介绍电路的制作过程、工艺要求和方法。
电力电子装置及系统设计课程设计
电力电子装置及系统设计课程设计电力电子装置及系统设计课程设计华北水利水电大学《电力电子装置及系统》课程设计题目：基于UC3842的单端反激开关电源的设计学院电力学院专业电子科学与技术姓名陈玉成学号201312414 指导教师常继远完成时间2016.11.25 目录摘要.1 第一章：开关电源的概述 1.1：开关电源的发展历史.2 1.2：开关稳压电源的优点2 1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高.2 1.2.2：体积小，重量轻.3 1.2.3：稳压范围宽.3 1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小.3 1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大.3 1.3：开关稳压电源的缺点3 1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰 4 1.3.2：电路结构复杂，不便于维修.4 1.3.3：成本高，可靠性低.4 第二章：UC3842的原理及技术参数2.1：UC3842的工作原理.5 2.2：UC3842的引脚及技术参数.6 第三章：单端反激开关电源3.1：单端反激开关电源的原理7 3.2：反激式开关电源设计.9 3.2.1：输出直流电压隔离取样反馈外回路9 3.2.2：初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路11 总结.13 参考文献.13 基于UC3842的单端反激开关电源的设计摘要开关电源是一种利用现代电子技术，控制开关晶体管和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，也是一种效率很高的电源变换电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。
具有高频率，高功率密度，高可靠性等优点。
本文主要介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于UC3842为控制芯片，实现输出电压可调的开关稳压电源电路。
关键词：开关电源脉冲宽度调制UC3842 第一章：开关电源的概述 1.1：开关电源的发展历史开关电源最早起源于上世纪50年代初美国宇航局以小型化，轻量化为目标，为搭载火箭开发了开关电源。
电力电子设备制造方案(二)
电力电子设备制造方案一、实施背景随着中国经济的持续发展，产业结构改革已成为推动经济高质量发展的重要手段。
电力电子设备作为现代工业和经济发展的关键设备，其制造水平的提升对产业结构改革具有重要意义。
本方案旨在提出一个全面、可行的电力电子设备制造方案，以适应产业结构改革的需求，提高制造效率，降低成本，并推动可持续发展。
二、工作原理本方案采用先进的电力电子技术，以高效、环保、安全为原则，结合物联网、大数据和人工智能等技术，对电力电子设备的制造过程进行智能化、网络化升级。
具体工作原理如下：1.通过物联网技术，实现设备间的实时信息交互，提高生产线的自动化水平。
2.利用大数据分析技术，对生产过程中的数据进行实时挖掘和分析，为决策提供数据支持。
3.结合人工智能技术，实现设备的自主控制和优化，提高生产效率和产品质量。
三、实施计划步骤1.需求分析：对当前电力电子设备制造的需求进行深入调研，明确改革的目标和需求。
2.技术研究：开展电力电子技术、物联网、大数据和人工智能等关键技术的研究和开发。
3.设备选型与设计：根据需求分析和技术研究结果，选择合适的设备和设计制造流程。
4.制造实施：按照新的设计和流程，实施电力电子设备的制造。
5.效果评估：对实施效果进行评估，根据评估结果进行优化和改进。
四、适用范围本方案适用于各类电力电子设备制造企业，包括但不限于电力系统、新能源、轨道交通等领域。
通过本方案的实施，企业能够提高生产效率、降低成本、提高产品质量，从而增强市场竞争力。
五、创新要点1.结合物联网、大数据和人工智能等技术，实现电力电子设备制造过程的智能化、网络化升级。
2.通过实时信息交互和数据挖掘分析，实现生产过程的自主控制和优化，提高生产效率和产品质量。
3.采用先进的电力电子技术，以高效、环保、安全为原则，满足产业结构改革的需求。
六、预期效果预计通过本方案的实施，企业能够达到以下效果：1.提高生产效率：通过自动化和智能化技术的应用，减少人工干预，提高生产效率。
自制电力电子设备
自制电力电子设备
在如今日益发展的科技领域中，我们对电力设备的依赖程度越来越高，同时科技创新也为我们提供了更多的便利，其中自制电力电子设备在此尤为重要。
本文将探讨自制电力电子设备的定义，意义以及自制电力电子设备的方法等。
一、自制电力电子设备的定义：
自制电力电子设备是指个人利用已有的技术和硬件资源自行组装制造的能源转换电子设备，主要通过半导体器件实现对电能的控制，将交流电或者直流电转化为符合需要的输出电流和电压。
二、自制电力电子设备的意义：
1. 自制电力电子设备可以帮助个人节约能源的使用，实现风能、太阳能等形式的清洁能源的利用与储存。
2. 自制电力电子设备能够提高人们的生活质量。
例如，制作小型风力发电机，可以实现自行充电，不仅方便实用，而且具有良好的环保效益。
3. 手工制造电子设备可以增强自身的科技能力。
通过自制电力电子设备，人们可以更加清晰地了解到能源的发展经历和电力转换系统的基本原理，同时也可以了解到电子元器件和电子设备的特点、用途和优缺点等技术知识。
三、自制电力电子设备的方法：
1. 选择电子元器件，如电容、电阻、晶体管、二极管等，以及各种可运行的电路图。
2. 利用切割、焊接电路板等工具和技术制作电路板。
3. 接线、组装各元件，进行实验和实际操作后进行性能
的测试与调试。
总之，自制电力电子设备是一种实现良好的功能、环保、节约并兼顾自身发展需求的方式。
通过自制电力电子设备，我们可以获得更多关于电子学、电力电子等领域的技术知识，并为环保以及清洁能源的推广作出贡献。
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I电气与电子信息工程学院《电力电子装置设计与制作》课程设计报告名称：开关直流降压电源（BUCK）设计专业名称：电气工程及其自动化班级： 11级电气工程及其自动化（一）班学号： 201140220121 姓名：方革指导教师：南光群张智泉设计时间：2014年12月8日——12月19日设计地点：K2-306及K2-414实验室开关电源装置设计与制作报告成绩评定表指导教师签字：《电力电子装置设计与制作》课程设计任务书2014～2015学年第一学期学生姓名：方革专业班级： 11级电气工程及其自动化一班指导教师：张智泉南光群工作部门：电气与电子信息工程学院一、课程设计题目：电力电子装置设计与制作二、课程设计内容根据题目选择合适的输入输出电压进行电路设计，在Protel或OrCAD软件上进行原理图绘制；满足设计要求后，再进行硬件制作和调试。
如实验结果不满足要求，则修改设计，直到满足要求为止。
设计题目选：题目一：开关直流降压电源（BUCK）设计主要技术指标：1）输入交流电压220V（可省略此环节）。
2）输入直流电压在8-18V之间。
3）输出直流电压5-16V，输出电压纹波小于2%。
4）输出电流1A。
5）采用脉宽调制PWM电路控制。
三、进度安排四、基本要求1、独立设计原理图各部分电路的设计；2、制作硬件实物，演示设计与调试的结果。
3、写出课程设计报告。
内容包括电路图、工作原理、实际测量波形、调试分析、测量精度、结论和体会。
4、写出设计报告：不少于3000字，统一复印封面并用Ａ4纸写出报告。
○1封面、课程设计任务书○2摘要，关键词（中英文）○3方案选择，方案论证○4系统功能及原理。
（系统组成框图、电路原理图）○5各模块的功能，原理，器件选择○6实验结果以及分析○7设计小结○8附录---参考文献目录1.概述及其方案选择 (1)1.1 基本要求 (1)1.2 方案设计 (1)2.系统功能及原理 (2)2.1 系统总体框图及电路原理图 (2)2.2 基本电路 (2)2.3 主电路 (3)2.4 控制电路 (4)3.各模块原理及器件选择 (4)3.1 电源管理芯片 (4)3.1.1 TL494芯片主要特征 (5)3.1.2 TL494 工作原理简述 (5)3.1.3 TL494 脉冲控制 (5)3.2 Buck 变换器 (6)3.2.1 Buck 变换器工作原理 (7)3.2.2 Buck 变换器的参数计算 (7)3.3 MOSFET 的选择 (9)3.4 输出电路 (9)4.实验结果及其分析 (10)4.1 实验调试 (10)4.1.1 整体电路检查 (10)4.1.2 输出电压反馈回路的检测 (10)4.1.3 驱动电路的检测 (11)4.2 实验结果 (12)4.3 实物照片 (12)5.设计小结 (13)开关直流降压电源（BUCK）1.概述及其方案选择开关电源是利用现代电子电力技术控制功率器件（MOSFET、三极管等）的导通和关断时间来稳定输出电压的一种稳压电源，具有转换效率高，体积小，重量轻，控制精度高等优点。
开关电源与传统线性电源相比有以下区别：1）开关电源是直流电转变为高频脉冲电流，将电能储存到电感、电容元件中，利用电感、电容的特性将电能按预定的要求释放出来来改变输出电压或电流的；线性电源没有高频脉冲和储存元件，它利用元器件线性特性在负载变化时瞬间反馈控制输入达到稳定电压和电流的。
2）开关电源可以降压，也可以升压；线性电源只能降压。
3）开关电源效率高；线性电源效率低。
4）线性电源控制速度快，波纹小；开关电源波纹大。
1.1 基本要求输入直流10V，输出8V；开关振荡频率 23.4KHz。
1.2 方案设计采用MOSFET作为功率转换元件，MOSFET具有压降小，输入电阻高，动态特性好等特点。
控制方案采用TL494CJ脉冲宽度调制芯片，极大地简化电路设计，而且该芯片是一种功能非常完善的PWM驱动电路芯片，适用于多数电路，性能稳定，可靠性高，具有很大的现实意义。
2.系统功能及原理2.1 系统总体框图及电路原理图图2-1开关直流降压电源原理图图2-2开关直流降压电源控制框图2.2 基本电路开关式稳压电源的基本电路框图如下图2-3所示。
交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后，变成含有一定脉动成份的直流电压，该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波，最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。
控制电路为一脉冲宽度调制器，它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。
这部分电路目前已集成化，制成了各种开关电源用集成电路。
控制电路用来调整高频开关元件的开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
图 2-3 开关电源的组成开关电源中调整管工作在开关方式，只有导通和截止两个状态。
当输出电压发生变化时，采样电路将输出电压变化量的一部分送到比较放大电路，与基准电压进行比较并将二者的差值放大后送至脉冲调制电路，使脉冲波形的占空比发生变化。
此脉冲信号作为开关管的输入信号，使调整管导通和截止时间的比例也发生变化，从而使滤波后输出电压的平均值基本保持不变。
2.3 主电路。
本次课程设计中采用降压式开关电源（BUCK）路如图2-4所示。
当开关管VT1导通时，二极管VD1截止，输人的整流电压经VT1和L向C充电，这一电流使电感Ｌ中的储能增加。
当开关管VT1截止时，电感Ｌ感应出左负右正的电压，经负载RL和续流二极VD1释放电感Ｌ中存储的能量，维持输出直流电压不变。
电路输出直流电压的高低由加在VT1基极上的脉冲宽度确定。
这种电路使用元件少，只需要利用电感、电容和二极管即可实现。
图 2-4 降压式开关电源2.4 控制电路图 2-5 控制电路图芯片14脚输出基准电压通过电阻分压进入15号脚作来与16号反馈信号进行比较的基值。
从主电路输出端引出的反馈信号即16 号脚，与 15 号脚的基值进行比较，从面调节 8 号脚和 11 号脚输出的脉冲信号的占空比，从而达到调节 MOS 管的开通与关断的频率与时间，最终实现输出端输出理想的稳定的电压值。
本次设计选择输入 10V，输出 8V。
3.各模块原理及器件选择3.1 电源管理芯片TL494 TL494 是一种固定频率脉宽调制电路，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。
TL494 有SO-16 和 PDIP-16 两种封装形式，以适应不同场合的要求。
3.1.1 TL494芯片主要特征◆ 集成了全部的脉宽调制电路◆ 内置主从振荡器◆ 内置误差放大器◆ 内置 5.0V 参考基准电压源◆ 可调整死区时间◆ 内置功率晶体管可提供最大 500mA 的驱动能力◆ 输出可控制推拉电路或单端电路 3-1TL494芯片内部电路◆ 欠压保护3.1.2 TL494 工作原理简述TL494 是一个固定频率的脉冲宽度调制电路，内置了线性锯齿波振荡器，振荡频率可通过外部的一个电和一个电容进行调节，其振荡频率 计算公式为： TT osc C R f ⋅≈1.1 输出脉冲的宽度是通过电容 CT 上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。
功率输出管Q1和Q2受控于或非门。
当双稳触发器的时钟信号为低电平时才会被选通，即只有在锯齿波电压大于控制信号期间才会被选通。
当控制信号增大，输出脉冲的宽度将减小。
3.1.3 TL494 脉冲控制控制信号由集成电路外部输入，一路送至死区时间比较器，一路送往误差放大器的输入端。
死区时间比较器具有120mV 的输入补偿电压，它限制了最小输出死区时间约等于锯齿波周期的 4%，当输出端接地，最大输出占空比为 96%，而输出端接参考电平时，占空比为 48%。
当把死区时间控制输入端接上固定的电压（0—3.3V 之间）即能在输出脉冲上产生附加的死区时间。
脉冲宽度调制比较器为误差放大器调节输出脉宽提供了一个手段：当反馈电压从 0.5V 变化到 3.5V 时，输出的脉冲宽度从被死区确定的最大导通百分比时间中下降到零。
两个误差放大器具有从-0.3V 到（Vcc-2.0）的共模输入范围，这可能从电源的输出电压和电流察觉得到。
误差放大器的输出端常处于高电平，它与脉冲宽度调制器的反相输入端进行“或”运算，正是这种电路结构，放大器只需最小的输出即可支配控制回路。
当比较器 CT 放电，一个正脉冲出现在死区比较器的输出端，受脉冲约束的双稳触发器进行计时，同时停止输出管 Q1 和 Q2 的工作。
若输出控制端连接到参考电压源，那么调制脉冲交替输出至两个输出晶体管，输出频率等于脉冲振荡器的一半。
如果工作于单端状态，且最大占空比小于 50时，输出驱动信号分别从晶体管 Q1或 Q2 取得。
输出变压器一个反馈绕组及二极管提供反馈电压。
在单端工作模式下，当需要更高的驱动电流输出，亦可将 Q1 和 Q2 并联使用，这时，需将输出模式控制脚接地以关闭双稳触发器。
这种状态下，输出的脉冲频率将等于振荡器的频率。
TL494 内置一个 5.0V 的基准电压源，使用外置偏置电路时，可提供高达 10mA 的负载电流，在典型的 0—70℃温度范围 50mV 温漂条件下，该基准电压源能提供±5的精确度。
3.2 Buck 变换器3.2.1 Buck 变换器工作原理BUCK 变换器又称降压变换器，它是一种对输入输出电压进行降压变换直流斩波器，即输出电压低于输入电压。
其基本结构如图 2-4 所示。
假定:(l)开关晶体管、二极管均是理想元件，也就是可以快速地 和 “导通” “截止” ，而且导通压降为零，截止时漏电流为零 ；(2)电感、电容是理想元件，电感工作在线性区未饱和，寄生电阻为零，电容的等效串联电阻为零；(3)输出电压中纹波电压与输出电压比值小到允许忽略。
当主开关 Tr 导通，如图 3-2 所示，l s i i = 流过电感线圈 L ，电流线性增加，在负载R 上流过电流 Io ，两端输出电压 Vo ，极性上正下负。
当o s i i >时，电容在充电状态。
这时二极管 D 承受反向电压而截止。
经时间s T D 1后，如图 3-3所示主开关 Tr 截止，由于电感 L 中的磁场将改变 L 两端的电压极性，以保持其电流L i 不变。
负载两端电压仍是上正下负。
当o L i i <时，电容处在放电状态，以维持 Io 、Vo 不变。
这时二极管 D ，承受正向偏压为电流构成通路，故称D 为续流二极管。
由于变换器输出电压 Vo 小于电源电压 Vs ，故称它为降压变换器。
其工作图如下图 3-2 和图 3-3 所示图Tr 3-2导通图Tr 3-3关断在一般的电路中是期望 BUCK 电路工作在连续导通模式下的，在一个完整的开关周期中，BUCK 变换器的工作分为两段，其工作波形图为:图 3-4 BUCK电路在连续模式下的工作波形图3.2.2 Buck 变换器的参数计算在 BUCK 变换器电路中给定输入电压 Vs 的范围、输出电压 Vo、功率 P 输出电流 I。